[发明专利]一种用于检测竹复合压力管环刚度的方法

说明书

技术领域

本发明属于管道环刚度测量技术领域，更具体地，涉及一种用于检测竹复合压力管环刚度的方法。

背景技术

竹复合压力管为一种新型的压力管道，其沿管径方向，由内到外依次为内衬层、增强层和外防护层，其中，内衬层为内壁涂有防腐树脂的竹纤维无纺布；增强层为竹片缠绕在内衬层上形成的竹片层，竹片之间采用粘结剂粘结；外防护层为外壁涂有防水防腐树脂的竹纤维无纺布或棉质网格布，该新型压力管道有耐压强度高、刚度好、绝缘、耐腐、水流性能佳、重量轻、安装方便、成本低廉、使用寿命长等特性，可广泛应用于城市给排水、水利、农田灌溉、石油污水处理、工业循环水等领域。

环刚度是竹复合压力管抗外压负载能力的综合参数，为了保证竹复合压力管在外压负载下安全工作，环刚度的选择是设计中的关键之一，如果管材的环刚度太小，管材可能发生过大变形或出现压屈失稳破坏，反之，如果环刚度太高，需采用过大的截面惯性矩，将造成材料用料太多，成本过高，因此，竹复合压力管的环刚度是否合适对其具体应用具有至关重要的影响。而由于竹复合压力管的材料组成与其他种类管道不同，现有技术中并没有一种用于测试竹复合压力管环刚度，并检测竹复合压力管环刚度是否满足抗压性能要求的方法，因此，无法对室温环境下，尤其是低温环境下的竹复合压力管的环刚度以及环刚度变化规律进行有效的测试与分析，无法对竹复合压力管在低温环境下的应用提供数据支撑。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的实施例提供了一种用于检测竹复合压力管环刚度的方法，其中结合竹复合压力管自身的特点，相应的设计了适用于测量其环刚度，并检测其环刚度是否满足抗压性能要求的方法，同时对其关键工艺参数如加载变形量、取样方式等进行研究和设计，相应的可有效的实现竹复合压力管在低温环境下环刚度的快速测量，同时，还针对竹复合压力管的应用环境，设计了与其应用环境相符的状态调节环境，以对试验机进行状态调节，从而获得符合实际环境要求的竹复合压力管的环刚度，具有测量和检测结果准确，效率高等优点，为竹复合压力管在低温环境的应用提供参考。

为实现上述目的，本发明的实施例提出了一种用于检测竹复合压力管环刚度的方法，其包括如下步骤：

(1)制备试样：将待检测的竹复合压力管沿其径向切割出多个轴向长度不同的试样，其中，所述试样的轴向长度均不小于150mm；分别在上述每个试样的不同位置处测量其轴向长度、管壁厚度和内径，从而计算获得所述每个试样各自的平均长度L、平均壁厚t、平均内径Dn和计算直径D；

(2)环刚度的测试与判定：

(2.1)常温状态调节：将用于测试竹复合压力管环刚度的试验机以及上述每个试样置于20℃～25℃的环境下进行24h～48h的状态调节；

(2.2)常温加载测试：分别将所述每个试样放置于上述状态调节后的试验机中，并使其轴向与所述试验机中的上、下压板平行；所述上、下压板用于夹持住所述试样，并且上述上、下压板沿着所述试样轴向的边长不小于该试样的轴向长度；所述试验机以恒定加载速度V对试样进行加载测试，直到所述试样径向的变形量Δy达到3％D，记录该变形量Δy对应的力值F；根据公式计算所述每个试样各自的环刚度S，并取上述多个试样环刚度的算术平均值作为竹复合压力管的初始环刚度；然后将所述每个试样以其轴线为旋转轴旋转90°后继续置于所述试验机上进行上述加载测试，当所述试样径向的变形量Δy达到3％D时，记录该变形量Δy对应的力值F’；

(2.3)环刚度的判定：当所述初始环刚度不小于该竹复合压力管的环刚度等级值时，且所述F’不小于90％F时，判定该竹复合压力管的环刚度合格，否则不合格。

作为进一步优选的，当所述待检测的竹复合压力管应用于低温环境时，所述步骤(2.3)由如下步骤代替：

(2.4)低温下状态调节与加载测试：将上述试验机和每个试样置于-30℃～-18℃的环境下进行24h～48h的状态调节；然后在上述低温环境下重复所述步骤(2.2)的操作；

(2.5)再次常温状态调节与加载测试：再次将经过步骤(2.4)后的所述试验机和每个试样放置于20℃～25℃环境下进行状态调节；然后再在常温环境下重复步骤(2.2)的操作；